Question

某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50Hz．

（1）实验的部分步骤如下：
①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线跨过定滑轮连接小车和钩码；
②将小车停在打点计时器附近，先

接通电源

，再

放开小车

，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，；
③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作．
（2）如图是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表中的相应位置．

测量点	S/cm	v/（m?s-1）
0	0.00	0.35
A	1.51	0.40
B	3.20	0.45
C	5.08±0.01	0.49
D	7.15	0.54
E	9.41	0.60

（3）在上述的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，

钩码的重力

做正功，

摩擦力

做负功．
（4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中△v²=v²-v²₀），根据图线可获得的结论是

△v²与S成正比

．要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和

小车的质量

．

Answer 1

分析：（1）本题要了解打点计时器的使用规则；
（2）小车在钩码的作用下拖动纸带在粗糙水平面上做匀加速直线运动，通过对纸带计数点处理可算出各点的速度大小及发生的位移．
（3）对于钩码、砝码和小车组成的系统，钩码的重力做正功，摩擦力做负功
同时测量小车的质量与小车在粗糙水平面的摩擦力，从而可求出合力做的功与小车的动能变化关系．

解答：解：
（1）根据打点计时器的使用规则可知，将小车停在打点计时器附近，先接通电源，放开小车．
（2）C到O距离为：s_OC=6.08cm-1.00cm=5.08cm；
由匀变速直线运动规律得：v_C=

vB+vD

2

=

0.45+0.54

2

=0.49m/s
（3）小车初末速度的平方差与位移成正比，即v²-v₀²=ks．
运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，钩码重力做正功，小车与木板及纸带与打点计时器间的摩擦力做负功．
（4）在实验小组根据实验数据绘出了图3中的△v²-S图线中，得到的图线是过原点的直线，说明了△v²与S成正比；
要验证“动能定理”，即：
   （mg-f）s=

1

2

Mv2-

1

2

M

v

2 0

=

1

2

M△v2，可知还需要测量的物理量是摩擦力f和小车的质量M．
故答案为：
（1）接通电源，放开小车；
（2）5.08±0.01，0.49
（3）钩码的重力，摩擦力；
（4）△v²与S成正比；小车的质量．

点评：通过实验来探究物体的动能定理，一是培养学生的动手能力，二是更能让学生理解动能定理的内涵．